Способ получения бумаги для внутренних слоев декоративного бумажно-слоистого пластика

 

Сущность изобретения1 в суспензию волокнистого полуфабриката вводят дисперсию фенольформальдегидной смолы, полученной путем суспензионной поликонденсации фенола и формальдегида в присутствии поливинилового спирта. В полученную массу дополнительно вводят частицы полиэтилена с максимальным размером 3 мм в количестве 6-50% от массы смолы. Затем добавляют коагулянт и флокулянт - силикат натрия, отливают бумажное полотно и сушат его. В качестве волокнистого полуфабриката используют небеленую сульфатную целлюлозу или макулатуру, или их смось, или смесь небеленой сульфатнсЛ целлюлозы с химикотермомеханической массой. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. (/ С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4885714/12 (22) 27,11.90 (46) 23.08.92. Бюл. ¹ 31 (71) Ленинградский технологический институт целлюлозно-бумажной промышленности (72) Л.А,Павлова, З.fl.ÀKèì, Г.В.Денисов и

Т.А,Стебунова (5б) Авторское свидетельство СССР № 542546, кл. О 21 D 3/00, 1977.

Заявка ФРГ ¹2714077,,кл. D 06 M

15/26, 1978, Авторское свидетельство СССР

¹ 1677132, кл. 0 21 Н 27/18, 1990. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БУМАГИ ДЛЯ

ВНУТРЕННИХ СЛОЕВ ДЕКОРАТИВНОГО

БУМАЖНО-СЛОИСТОГО ПЛАСТИКА

Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности, в частности к способам получения бумаги, содержащей в композиции фенолформальдегидную смолу.

Известен способ получения бумаги для внутренних слоев декоративного бумажнослоистого пластика, в котором в суспензию волокнистых полуфабрикатов вводят дисперсию порошкообразной фенолформальдегидной смолы и отливают бумажное полотно с предварительным введением коагулянта и флокулянта.

К недостаткам этого способа относится невысокое качество пластика из-за неравномерности распределения в бумаге полидисперсной порошковой фенолформальдегидной смолы и загрязнению сточных вод свободным фенолом, формальдегидом и водорастворимыми фракциями смолы; содержащимися в по(s1)s 0 21 Н 27/18,. 23/14 // D 21 Н

17:35, 17:48, 17:68 (57) Сущность изобретения . в суспензию волокнистого полуфабриката вводят дисперсию фенольформальдегидной смолы, полученной путем суспензионной поликонденсации фенола и формальдегида в присутствии поливинилового спирта, В полученную массу дополнительно вводят частицы полиэтилена с максимальным размером 3 мм в количестве 6 — 50 от массы смолы. Затем добавляют коагулянт и флокулянт — силикат натрия, отливают бумажное полотно и сушат его. В качестве волокнистого полуфабриката используют небеленую сульфатную целлюлозу или макулатуру, или их смесь, или смесь небеленой сульфатн";> целлюлозы с химикотермомеханической массой, 1 з.п, ф-лы, 1 табл. рошкообразной смоле и переходящими в сточные воды при отливе бумаги, Известен также способ изготовления волокнистой основы для изготовления пластика путем пропитки этой основы смесью резольных фенолформальдегидных смол с порошком или зернами полиэтилена низкого давления. Такая пропитка способствует повышению эластичности пластика; что приводит помимо достижейия возможйости регулирования гибкости композита к улучшению надежности. связывания отдельных слоев материала, Основным недостатком данного способа является то, что пропитку волокнистой основы осуществляют низкомолекулярными резолями, что вызывает необходимость стадии предконденсации перед стадией отверждения, Необходимость введения в состав основы фенольного связующего путем

1756445

10

25

55 пропитки связана с использованием дорогих пропиточных установок,,требующих высоких затрат энергии, материальных и трудовых ресурсов, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ получения бумаги для внутренних слоев декоративного бумажно-слоистого пластика, включающий введение в суспензию волокнистого полуфабриката дисперсии фенолформальдегидного связующего, получен ного методом суспензионной поликонденсации фенола и формальдегида в присутствии поливинилового спирта, коагулянта и флокулянта — силиката натрия, отлив бумажного полотна и его сушку. В качестве волокнистого полуфабриката в этом способе используют небеленую сульфатную целлюлозу.

Этот способ позволяет повысить степень удержания дисперсной фенолформальдегидной смолы и несколько снизить загрязненность сточных вод фенолами и водорастворимыми компонентами смолы. Однако концентрация фенола и водорастворимых компонентов в сточных водах остается на уровне 0,0360,050%.

Цель изобретения — повышение прочности пластика на изгиб, снижение его себестоимости за счет уменьшения расхода фенолформальдегидного связующего и уменьшение загрязненности сточных вод.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения бумаги для внутренних слоев декоративного бумажно-слоистого пластика, включающему введение в суспензию волокнистого полуфабриката дисперсии фенолформальдегидного связующего, полученного методом суспензионной поликонденсации фенола и формальдегида в присутствии поливинилового спирта, коагулянта и флокулянта — силиката натрия, отлив бумажного полотна и его сушку, перед введением коагулянта в массу дополнительно вводят частицы полиэтилена с максимальным размером 3 мм в количестве 6 — 50% от массы фенолформальдегидного связующего, При этом в качестве волокнистого полуфабриката может использоваться небеленая сульфатная целлюлоза или макулатура, ими смесь небеленой сульфатной целлюлозы с химикотермомеханической массой.

Введение частиц полиэтилена в массу, содержащую дисперсию фенолформальдегидной смолы (ДФФС), полученную в присутствии поливинилового спирта, позволяет использовать эффект, возникающий на стадии переработки бумаги в пластик и основанный на том, что именно наличие в составе связующего поливинилового спирта повышает совместимость расплава фенолформальдегидного олигомера и нагретого выше точки размягчения полиэтилена (ПЭ).

В процессе прессования пакета при 150 С в условиях конкурирующего течения низкомолекулярного фенолформальдегидного и высокомолекулярного полиэтиленового полимеров происходит преимущественное растекание фенолформальдегидной смолы (Ф ФС), так что в результате прессования после отверждения частицы ПЭ остаются после определенного увеличения своих размеров дискретно зафиксированными в системе взаимопроникающих волокнисто-смоляных сеток, что свидетельствует о том, что частицы ПЭ в условиях прессования, не являясь в классическом смысле ни связующим, ни наполнителем, занимают промежуточное положение, выполняя функции какармирующего компонента, ответственного за увеличение прочностных свойств пластика, так и эластифицирующего вещества, которое, расплавляясь,. что особенно касается наиболее мелких частиц ПЭ, соединяется со структурой связующего, придавая ему (вследствие того, что модуль упругости ПЭ значительно ниже упругости резита) эластические свойства, Увеличение прочностных и эластичных свойств пластика свидетельствуют о том, что достаточно хаотическое расположение частиц ПЭ, обусловленное характером отлива бумаги для внутренних слоев пластика, в некоторой мере снимает недостатки структуры слоистого пластика, обусловленныехарактером его получения — укладкой наполненных связующим тонких листов, где ориентированное расположение волокон приводит к определенному снижению значения межслоевой прочности и, как следствие, к более низкому значению разрушающего напряжения. При этом использование частиц полиэтилена размером больше 3,0 мм приводит к тому, что на ста- дии сушки фрагменты ПЭ пленки, являясь своего рода пэро(газо)непроницаемыми эк- ранами части свободной поверхности бумаги, препятствуют интенсивному выделению паров воды и адсорбированных ядрами и

ДФФС летучих, десорбирующихся при сушке на цилиндрах, компонентов, Избыточное содержание летучих в составе бумаги приводит к тому, что в изготовленном слоистом пластике наблюдаются характерные для случая повышенного содержания газообразных веществ вздутия.

Частицы ПЭ пленки могут иметь форму чешуек, зерен или других фрагментов, при этом чешуйчатая форма частиц ПЭ является преимущественной, Их можно получать из отходов ПЭ пленки, брусков, отработанных

1756445

50 изделий. В качестве источником ПЭ сырья может быть также использован. полученный в виде порошка товарный ПЭ.

Полиэтилен может использоваться как высокого давления (ПЭВД), так и низкого (ПЭ НД), В качестве волокнистого полуфабриката может использоваться макулатура, небеленая сульфатная целлюлоза и химикотермомеханическая древесная масса (ХТ КМ). Причем макулатуру можно использовать не только смешанных сортов, но и макулатурную массу, прошедшую только первую стадию очистки (отбивки) от металлических предметов и включений неорганической природы. Наличие в макулатуре обрывков полиэтиленовой пленки, источником которой может являться, например, транспортер-подложка, комйозиты типа бумаги для молочных пакетов и т.д„ не препятствуют использованию макулатуры.

В этом случае определяют композйционный состав полуфабриката по волокну и полиэтилену и учитывают наличие ПЭ в макулатуре при составлении композиции.

Пример 1. Готовят 2 -ную суспензию из 100% небеленой сульфатной целлюлозы, размолотой до 40 ШР, и 30%-ную дисперсию фенолформальдегидной смолы. Дисперсию фенолформальдегидной смолы получают путем суспензионной поликонденсации фенола и формальдегида в присутствии поливинилового спирта в количестве 4% от массы фенола. Смешивают суспензию целлюлозы и дисперсию фенолформальдегидной смолы, В полученную массу вводят полиэтилен высокого давления (ПЭВД) в виде измельченной пленки с максимальным размером частиц 3 мм в количестве 5, 6, 28, 50 и 55% от массы фенолформальдегидного связующего (опыты 1 — 5), и с максимальным размером частиц 4 мм (опыт 6), Затем в полученную массу вводят коагулянт — сульфат алюминия до достижения рН

4,0, и флокулянт — силикат натрия в количестве 1,0% (в пересчете на двуокись кремния) от массы фенолформальдегидной смолы.

Отливают бумажное полотно и сушат его, Пример 2. Бумагу получают аналогично примеру 1 (опыт 2), Отличие заключается в том, что испольЗуют частицы полиэтилена низкого давления в виде волокон с длиной

2 мм и диаметром 0,2 мм (опыт 7).

Пример 3. Бумагу получают аналогично примеру 1 (опыт 2), Отличие заключается в том, что в качестве волокнистого полуфабриката используют макулатуру марки МС вЂ” 4 (опыт 8), Пример 4, Бумагу получают аналогично примеру 1 (опыт 2), но в качестве волок5

40 нистого полуфабриката используют смесь, состоящую из 20%- небеленой сульфатной целлюлозы и 80%. химикотермомеханической массы со степенью помола 65 Ш P (опыт 9).

Пример 5(известный). Используют ту же волокнистую суспензию и дисперсию фенолформальдегидной смолы„что в примере

1. Волокнистую суспензию и дисперсию

ФФС смешивают и отливают бумажное полотно с предварительнйм"-введением тога же коагулянта и флокулянта, что и в примере

1. Получают бумагу с композицией 65% целлюлозы и 35% фенолформальдегидной смолы (опыт 10).

Полученную бумагу перерабатывают в .пластик Для этого набирают:- якут из 5 ;; став полученной бумаги. Прессуют пластик при 150 С и давлении 200 кг/см .

Характеристики пластика, полученного с использованием этой бумаги приведены в таблице.

Как видно из данных, приведенных в таблице, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет повысить йрочность пластика на изгиб на 11 — 18%, снизить его водопоглощение, уменьшить расход фенолформальдегидного связующего и уменьшить загрязненность сточных вод, Содержание фенола и водорастворимых компонентов уменьшается с 0,036 — 0,050 до

0,018 — 0,030%, При этом количество частиц полиэтилена, вводимое в массу, является оптимальным, так как при введении их в количестве ниже предлагаемого предела, не обеспечивает повышения прочности пластика на изгиб (опыт4), а при выходе его количества за верхний предел ухудшается внешний вид пластика (опыт 5).

Кроме того, предлагаемый способ позволяет.расширить сырьевую базу волокнистого полуфабриката. Преимуществом предлагаемого способа является также и наличие декоративного эффекта, обнаруженного у полученных образцов слоистого пластика, Эффект связан с тем, сто поверхность образцов слоистого пластика представляет собой прозрачную смолистую массу, в которой утоплены находящиеся под разными углами к поверхности хлопья (чешуйки) ПЭ малой толщины, что создает красивую игру цвета и дает возможность использовать данный пластик без декораТИВНОГО слоя.

Формула изобретения

1. Способ получения бумаги для внутренних слоев декоративного бумажно-слоистого пластйка, включающий введение в суспензию волокнистого полуфабриката дисперсии фенолформальдегидного связу1756445

i ющего, полученного путем суспензионной поликонденсации фенола и формальдегида в присутствии поливинилового спирта, коагулянта и флокулянта — силиката натрия, отлив бумажного полотна и его сушку, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения прочности пластика на изгиб, снижения его себестоимости за сч(ет уменьшения расхода фенолформальдегидного связующего и уменьшения загрязненности сточных вод, rieред введением коагуляции в массу дополниКомпозиция полученной бумаги для внутренних слоев ДБСП,. 8

Опыт

Количество вводимого в массу ПЭ, 2 от массы дисперсии ФФ-связующего

Показатели ДБСП

Предел прочности на изгиб, НПа

Водопоглзженне после кипячения в течении 2 ч,ь

Вневний еид после кипячения )I течение

2 ч

Волокнистый полуФабрикат ДФФС

ПЭВД ПЭНД (по

XTl01 сух) Целтьз- Накулалоза тура

135

6

28

2,0

17,5

9,8

1,75

33

17,5

25,2

33,25

0 30

0,018

О, 025

0,031

2,7

2,3

2,7

3,0

Без ездутия

То же

65 и

15,75

55

0 ° 018

158

19125

17,5

3,0

Вздутия

0,018

17,5

165

2,3

13

0,018 149

0,020 162

0,020 . 160

0,036-0,050 135

17,5

17,5

17,5

17,5

3,0 .

2,3

2,7

3 1 4,5

Без вздутня

То же

17 5

17,5

52!

l ° и Частицы ПЭВД разнерон 4 нн

Составитель Г.Денисов

Техред М.Моргентал Корректор Т.Вашкович

Редактор H,ßöoëà

Заказ 3067 Тираж Подписное

"ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

4 (контрольный)

5 (контрольный)

6 (контрольный)

8

10 тельно вводят частицы полиэтилена с максимальным размером 3 мм.в количестве 650% от массы фенолформальдегидного связующего..

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве волокнистого полуфабриката используют небеленую сульфатную целлюлозу или макулатуру, или их смесь, 10 иди смесь небеленой сульфатной целлюлозы с химикотермомеханической массой, Содержание Фенола и водорастворимых компонентов в сточных водах, ь